LS10液晶产品显示原理与常见故障介绍.ppt

1、液晶产品显示原理与常见故障介绍,LS10 机芯产品系列,培训内容,一、液晶显示原理及重要术语指标介绍 二、液晶显示的主要特点及部分重要概念 三、液晶电视机芯LS10(SAA7117+MST5151)介绍 四、针对LS10机芯的常见故障处理,液晶是一种介于固体和液体之间的物质，它具有液体的流动性也具有固体的有序排列方式； 液晶本身不发光，液晶是一种有机化合物，在一定的温度范围内，它既具有液体的流动性、粘度、形变等机械性质，又具有晶体的热（热效应）、光（光学各向异性）、电（电光效应）、磁（磁光效应）等物理性质。 光线穿透液晶的路径由构成它的分子排列所决定。人们发现给液晶充电会改变它的分子排列，继而

2、造成光线的扭曲或折射，尽而达到显示效果。,液晶和液晶发光原理,平面显示技术分类（FDP）,LCD : Liquid Crystal Display TFT : Thin Film Transistor,阴极射线管显示器 阴极射线管装置较大且占空间 平面显示器 平面显示且省空间 液晶显示器 等离子显示器 发光二极管显示器和其他设备 在这些平面显示器中又可分为两类， 1。能主动发光的 2。需要背光源而由像素元件控制光通过状态的,平面显示技术分类（FDP）,TFT LCD是如何工作的?如何改变光线的亮度,TFT LCD是如何工作的?如何改变光线的亮度,V0,TFT LCD是如何工作的?如何改变光线的

3、亮度,V3V,TFT LCD是如何工作的?如何改变光线的亮度,V5V,TFT LCD是如何工作的?如何实现彩色,LCD 屏的构造,.,.,XGA 786,432 象素,768 行,1024 组（RGB）,分辨率概念,LCD 屏的尺寸,LCD的尺寸完全确决于制造厂对玻璃基板的最大程度有效利用，没有统一的规格。,液晶显示中的广视角技术,液晶屏的“致命”缺陷 普通TFTLCD的视角,现阶段较成熟的几种广视角技术： 1、HITACHI 、 NEC、 NOKIA and IPS(IN-PLANE SWITCH); 2、FUJITSU and MVA(MULTI-DOMAIN VERTICAL ALIGN

4、MENT); 3、TN+FILM,TN+Film(TN+视角扩大膜) 视角从90度 140度；响应时间无任何改善,IPS,不论是否加电压，液晶分子排列状况均平行与玻璃基板； 上下视角达170度，解决了灰阶反转问题，响应时间无改善； 需加强背光亮度来改善对比度下降问题。,IPS与TN+FILM,MVA (MULTI-DOMAIN VERTICAL ALIGNMENT),未加电时，液晶分子垂直排布，加电时，液晶分子水平排布； 视角160度，解决灰阶反转，提高对比度、快速响应。,MVA and TN+FILM,LCD生产线,Most of TWN makers considers 1,100 x1,

5、250 for 5th Gen. Line L5 (1100 x1250) followers : CMO, QDI, AU,最佳的屏幕尺寸切割,4,6,9,1,000 x1,200,1,100 x1,250,15,16,12,15,9,12,9,9,6,9,6,6,4,4,6,5th Gen.,14.1”,15.0”,17.0”,18.1”,19.0”,20.1”,21.3”,24”W,Glass Size,6,680 x880,6,6,4,4,4,4,2,2,730 x920,6,4,4,4,2,4th Gen.,730 x 920 IV,22“Wide,17“Wide,14“Normal

6、,12“Wide,Substrata Size,Screen Size,550 x 670 III,370 x 470 II,15“Wide,LCD 成品率 A屏，B屏,重要的术语及关键指标,分辨率 点距 : 液晶象素之间的距离。如18寸为：0.2805mm 亮度 ：当液晶处于全开状态时测得的亮度。150500 cd/m2 对比度：当液晶处于全开状态和全关时测得的亮度之比。200:11600:1,重要的术语及关键指标,响应时间：TR+TF 2540mS,理想的显示效果 实际的显示效果,重要的术语及关键指标,视角 : 当对比度10的夹角。分水平和垂直方向,水平方向的视角 垂直方向视角 某些屏的垂

7、直方向 上视角 下视角,重要的术语及关键指标,LCD寿命: LCD 的寿命一般受限于背光源CCFL的寿命。 15”、17”：4-CCFL 18”、20”：6-CCFL 良好的背光源驱动电路（Inverter）设计是保证CCFL寿命的关键。 目前为 3000050000H CCFL ：Cold Cathode Florescent Light （冷阴极荧光灯）,我公司现使用液晶屏的主要参数,TFT-LCD 需求,2001,2002,2003,Note PC 60%,Monitor 35%,Other 3%,LCD TV 2%,Note PC 48%,Monitor 47%,other 2%,LC

8、D TV 3%,Note PC 45%,Monitor 49%,other 2%,LCD TV 5%,Source : SEC,44 Mpcs,65 Mpcs,80 Mpcs,48%,23%, Demand : High Growth Rate - CAGR 34% (0103, 10.4”) Major Factors : - Severe Price Drop in 01 = Break of LCD Monitor street price $299$399 ! - PC Replacement or upgrade period - Demand Increase in LCD mon

9、itor(100%), Mobile Products(43%), TV(164%),TFT-LCD Supply (Region),2001,2002,2003,Korea 41%,Japan 35%,Taiwan 24%,Japan 23%,Taiwan 36%,Korea 48%,Japan 19%,Taiwan 33%,Korea 41%,Source : SEC Marketing (Q1 02),47 Mpcs,63 Mpcs,78 Mpcs,34%,24%, Supply : High Increase - CAGR 29%; (0103, 10.4”) Major Factor

10、s : - Capacity Increase : SEC, LGP / Sharp, Hitachi / AU, CMO, CPT - 5th Generation Investment : LGP (Q2, 02), SEC (Oct, 02) - TFT LCD line conversion to Small Size - Low Yield for High Resolution / Bigger Panel - M&A or Restructuring among TFT Makers,TFT-LCD的优点,TFT-LCD的优点,LCD 和 CRT 的显示特性对比,TFT LCD

11、与 CRT Monitor 对比,LCD Monitor 和 LCD TV 的区别,LCD Monitor的接口模拟VGA,数字,数字模拟,模拟信号,模拟数字,数字 LCD屏,电脑,LCD Monitor,VESA 标准的15芯VGA接口是模拟信号 一般电脑上都是这种接口,VGA 15-pin D型接头针脚配置,LCD Monitor的接口数字DVI,数字,数字 TMDS,数字信号,数字 TMDS,数字 LCD屏,电脑,LCD Monitor,VESA 标准的DVI接口是数字信号 高档电脑配有这种接口,DVI （Digital Visual Interface)接口外观,DVI输入针脚配置,C

12、hroma 2226,Chroma 2226,Chroma 2326,The Definition of DVI connector Digital Video Interface,DDC功能,DDC(Display Data Channel)：显示数据通道，通过该通道通知计算机主系统连接的显示器识别资料，并且根据使用的DDC等级，可通知计算机主系统其它显示能力等级。 DDC1：一条单向数据通道。 DDC2：一条双向数据通道。 我公司现液晶产品均支持 DDC1/2B显示。,LVDS显示接口,采用XGA分辨率或更高标准的液晶屏几乎都采用了LVDS接口。 将Scalar送出的像素数据和向时序控制器

13、 (TCON)提供控制信号的并行信号进行串行处理。 LVDS芯片组将24位RGB信号和4位控制信号及时钟转换为5对LVDS数据和时钟。 总线由原来的28根变到现在的10根线，,Video Decoder,Video Decoder,Analog video (NTSC, PAL, SECAM) Input Side,Digital video Output Side,(Y) = Luminance (C) = (U,V) (U) = (R - Y) Pr, Cr (V) = (B - Y) Pb, c,Converts NTSC, etc., analog video to digital c

14、omponent video,StandardAspectH LinesH PixelsV Rate Conventional TV NTSC4:3525i72060 PAL 4:3625i72050 SECAM4:3 625i72050 US Digital TV SDTV4:3480i64030 SDTV4:3480p64060/30/24 SDTV4:3 480i70430 SDTV4:3 480p70460/30/24 SDTV16:9 480i70430 SDTV16:9 480p70460/30/24 HDTV16:9 720p128060/30/24 HDTV16:9 1080i

15、192030 /24 HDTV16:9 1080p192060 Japanese HDTV HDTV16:91125i220060,Television Standards,液晶电视机芯LS10介绍 :,LS10机芯主要功能特点,接受多制式RF TV信号，可接受470MHZ的有线电视全增补频道节目，236套电视节目的存储容量 复合视频VIDEO信号、Y/C分离S-VIDEO信号、YPBPR 高清分量信号、模拟RGB VGA接口、数字高清多媒体接口(HDMI) “画中画”功能(PIPPBPPOP) 先进的图像增强功能 （LTI、CTI、所谓的6基色技术） 图象缩放功能 。支持以下缩放模式：全屏模

16、式、4：3模式（16：9的屏）、16：9（4：3的屏）、电影模式、字幕电影模式 定时功能：定时开关机、TV状态下无信号自动关机 、PC无信号自动进入节能模式，有信号可唤醒,LS10机芯主要机型,LS10机芯是长虹公司在中大屏幕液晶电视领域内的主流产品，包括LT3212，LT3712，LT3288，LT3788，L T4288，LT4028 ，LT3219P，LT3719P，LT4019P 等多种型号，覆盖从32寸到42寸的主流产品线。截止目前已累计销售超过20万台。,LS10机芯原理框图,整机电路组成,长虹LS10机芯液晶电视主要由稳压电路、射频电路、数字视频处理电路、功率放大电路、模拟视频电

17、路、系统控制电路及键控电路组成,LS10机芯主要模块或集成电路：,1、 TMD4-C22IP1RW 一体化 高频头 2、 PT2330/PT2336 D类数字音频功放 3、 MST5151 模数转换及格式变换 4、 SAA7117AH 视频解码（数字Decoder） 5、 SAA7115HL/V1 视频解码(SUB-channel) 6、 K4D263238F-QC50 帧存储器(DDR) 7、 M4334J 数字音频解码器 8、 PI5V330A 视频切换开关 9、PMC 25LV512 Flash （程序存储器）,系统核心(一)：MST5151,MST5151是台湾晨星(M_STAR)公司

18、开发的一块专为FPD设计的高性能、高集成度的图像处理芯片，能支持到UXGA1080P格式。它集成了一组高性能模数转换器、高质量格式变换系统、OSD发生器、输出时钟产生器、多格式输出显示接口（支持TTL、LVDS、RVDS）及内置的HDMI/DVI接收器 ： 双通道高品质的图象缩放功能 双通道三维隔行视频输出 全面的PIP/POP功能 数字视频I/O和同步信号处理器 智能化输入信号模式自动识别； 集成高性能的PLL锁相环输出 高可靠的自适应HDMI/DVI输入接口 YUV4:2:2 / 8bit数字视频接口； 内置增益、对比度、亮度、色饱和度、色调、肤色校正调节电路；,系统核心(一)：MST51

19、51,MST 518系统框图,系统核心（二）SAA7117,SAA7117AH是原SAA7118 X-VIP基础上改进的视频信号转换器(数字解码器),可提供10位的A/D转换,增强了PAL/NTSC梳状滤波器的性能,支持多种视频输入信号。 NTST/PAL/SECAM三种制式的视频解码 自动颜色校正 亮度,对比度和饱和度的调整 可由外接串口经IC总线读出存储器数据,速率高达400KB/S,允许自动增量 内置可编程时钟相位校正电路 Power-Down掉电模式,系统核心（二）SAA7117,3倍率8-bit模数转换器 可对隔行扫描视频信号自动检测 1.8V和3.3V供电 较低的增益温度漂移 输出

20、格式支持RGB4:4:4,YUV4:4:4,YUV4:2:2,CCIR656等格式；,系统核心（二）SAA7117,系统核心（三）MCU-MM502,MM502是一种专为显示器，液晶电视机等平板产品开发的微型处理器由台湾的民生公司(Myson)。它内置8051内核，1024-byte SRAM,14 PWM DACs , 内置128KB的可编程FLASH-ROM，可直接进行硬件的在线编程。 8051内核，12M时钟频率 0.35um工艺，3.3V/5V供电，I/O使用5V电平 1024b RAM，128KB的可编程FLASH-ROM,系统核心（三）MCU-MM502,最大14个PWM DAC

21、可对同步信号进行复合的插入和分解，并会检测水平/垂直信号的频率和极性，并对极性自动做出调整。 可为其它IC提供时钟信号 低功耗 最大4个通道8-bit A/D转换 为内部通讯的独立IC控制接口,系统核心（四）NJW1142,NJW1142是日本JRC公司开发的一款声音处理器，拥有非常全面的电视音频信号处理功能，例如音调，平衡，音质，音量，静音和AGC的控制等。其所有的内在状态和变量均由IC总线控制。 电压8-10V 4路音频输入/输出 模拟立体声效果 IC总线控制 Bi-CMOS技术,系统核心（四）NJW1142,系统核心（五）D类音频放大器PT2330,PT2330是一种专为音频设备设计的功

22、率放大器，其最大功率输出可达30W（RL3，PVH15.3 V）. 作为D类放大器，PT2330比AB级放大器更为高效（80%），更低功耗，有更加出色的音质，只有0.2%的谐波失真。 高功率CMOS技术 模拟立体声输出 最大功率可达30W（3）2和THD10% 静音功能 内置5V调节电压 内置短路与过热保护 内置供电电压保护电路 低谐波失真，高音质,LS10机芯液晶电视整机信号流程分析（1）,一、图像信号流程： AV/S和经过主调谐器解调后的TV视频(CVBS)信号通过TV板转接送入至视频解码芯片SAA7117AH进行解码和A/D变换后，输出CCIR656格式信号经过MST5151进行数字处理

23、和格式变换，将不同的输入格式变成统一的上屏信号格式。 PC和HDTV(YPbPr)及HDMI信号直接送入MST5151进行处理形成统一的上屏信号。,LS10机芯液晶电视整机信号流程分析（2）,二、伴音流程： TV伴音：射频信号经主调谐器解调后输出音频信号，再输入到NJW1142进行音效处理，输出的音频信号进入到D类功放TA2024/PT2330中进行功率放大，最后送入扬声器。 AV2/S伴音：经过AV输入的音频信号直接输入到NJW1142进行音效处理，输出的音频信号进入到D类功放TA2024/PT2330中进行功率放大，最后送入扬声器。 PC/HDMI、YPBPR、AV1的伴音经过74HC40

24、52选通输入到NJW1142进行音效处理，输出的音频信号进入到D类功放TA2024/PT2330中进行功率放大，最后送入扬声器 。 HDMI的信号先输入到MST5151中将数字音频I2S信号分离出来，然后在M4334J中进行解调，再经过74HC4052选通输入到NJW1142进行音效处理，输出的音频信号进入到D类功放TA2024/PT2330中进行功率放大，最后送入扬声器。,LS10机芯液晶电视整机信号流程分析（3）,三、整机供电系统： 从电源板共有4路电压输出，+24V，+12V，+5V和+5V MCU。其中+24V供LCD屏的逆变器使用，+12V供功放使用，+5V通过LDO(如LM1117

25、、LM1084等)变成3.3V、2.5V和1.8V，供IC使用，液晶屏的图象驱动模块的电压则由+24V经DC-DC变化后提供。在待机状态下+24V、+12、+5V会被关断，而+5V MCU仅向MCU、红外接收器、EEPROM等器件供电。,LS10机芯液晶电视整机信号流程分析（4）,LS10机芯液晶电视整机信号流程分析（5）,常见问题及处理 （1）,1.故障现象：HDMI模式下无信号识别，检查U801（型号为24LC04）并无虚焊。原因及处理：没有写入HDCP或HDCP不正确；重新写入HDCP。 2故障现象：有声音无图象，开机也不出LOGO，背光亮原因及处理：检查上屏的连接线没接好；接好上屏线。 3故障现象：TV下无图像、无声音，也无雪花点，但AV正常原因及处理：检查高频外围是否工作正常（包括总线和电源），若正常高频仍然没有输出，则高频头失效。 4故障现象：液晶电视不受控（包括红灯亮但不开机、遥控器和本机键对其不起作用等）原因及处理：液晶电视出现了死机现象，断电重启。,常见问题及处理（2）,5故障现象：液晶屏背灯不亮。原因及处理：JP202的4脚（BKON-OFF）与3脚（GND）连焊。 6故障现象：开机后OSD显示字幕花屏。原因及处理：MST5151接触不良；重新认真焊接。 7故障现象：无伴音输出，但检查其音频解码和放大的外围电路均工作正常。